Чому здатність зорової робочої пам’яті покращується з віком: більше об’єктів, більше деталей чи і те, і інше? Зареєстрований звіт, частина 2

Завдання на перцептивну відповідність. Учасники виконали завдання на перцептивну відповідність, під час якої вони зіставляли колір зонда (представлений у центрі екрана) з одним із восьми котів, натиснувши на відповідного кота. Так само вони зіставили орієнтацію зонда з одним із котів. Учасники виконали по 2 випробування для кожної функції (2 × 8 кольорів і 2 × 8 орієнтацій). Ми планували виключити та замінити учасників, які отримали менше ніж 90% правильних результатів, допускаючи не більше трьох помилок для 32 випробувань. Однак ми відійшли від цього правила.

Існує тісний взаємозв’язок між завданнями сприйняття відповідності та пам’яттю. Завдання на перцептивну відповідність є одним із ефективних способів покращення пам'яті. Це може допомогти нам краще стимулювати мозок і активізувати пам'ять. У завданнях сприйняття відповідності нам потрібно знаходити подібності чи відмінності, спостерігаючи за малюнками чи шаблонами, що вимагає від нашого мозку підтримки високого рівня пильності та уваги, що полегшує нам перетворення інформації в пам’ять.

Регулярні завдання на сприйняття відповідності можуть постійно сприяти зв’язкам між нейронами мозку, роблячи мозок більш активним і більш сприятливим для формування довготривалої пам’яті. Мало того, завдання на сприйняття відповідності також можуть розвивати наші просторові когнітивні здібності та когнітивну гнучкість, а також покращувати наші когнітивні навички, такі як увага та концентрація.

У той же час перцептивні завдання на відповідність також дозволяють нам виконувати багато завдань. Наприклад, ми можемо виконувати перцептивні завдання зіставлення під час вправ, що не тільки покращує серцево-легеневу здатність, але й покращує пам’ять. Це дозволяє не тільки швидше увійти в стан навчання, але й ефективніше виконувати навчальні завдання.

Коротше кажучи, існує тісний зв’язок між завданнями сприйняття відповідності та пам’яттю. Регулярне виконання завдань сприйняття може покращити когнітивні здібності та пам’ять мозку, дозволяючи нам швидше входити в стан навчання та виконувати навчальні завдання. Давайте працювати разом, щоб покращити наші когнітивні здібності та пам’ять і зробити наше майбутнє яскравішим. Видно, що нам потрібно вдосконалювати пам'ять. Cistanche deserticola може значно покращити пам'ять, оскільки Cistanche deserticola також може регулювати баланс нейромедіаторів, наприклад підвищувати рівень ацетилхоліну та факторів росту. Ці речовини дуже важливі для пам'яті та навчання. Крім того, м’ясо може також покращити кровообіг і сприяти доставці кисню, що може гарантувати, що мозок отримує достатню кількість поживних речовин і енергії, таким чином покращуючи життєздатність і витривалість мозку.

Клацніть «Знай, як покращити роботу мозку».

Оскільки через пандемію ми перенесли дослідження в Інтернет, учасники (особливо маленькі діти), здавалося, швидко клацали це завдання та іноді випадково вибирали ту саму опцію двічі, можливо, через затримку показу екрана. Таким чином, загалом 17 учасників показали показники нижче 90% порогової точки (тринадцять наймолодших дітей, M =.81, SD =.07, один підліток, M=. 88 і троє дорослих, M=.76, SD=.05). Найнижча продуктивність була 0,69. Враховуючи зміни обставин, ми включили цих учасників до аналізу. Через помилку відсутні дані шести дорослих учасників цього заходу, що призвело до N=44.

Протокол титрування. Мета нашої процедури титрування полягала в тому, щоб знайти встановлений розмір, індивідуальний для кожного учасника, щоб усі працювали приблизно в однаковій пропорції правильно в початкових умовах. Це важливо зробити, щоб виміряти будь-який диференціальний дефіцит однієї вікової групи порівняно з іншою (пор. MacDonald, 2015). У психометричних термінах мета титрування полягає в тому, щоб увімкнути відповідність рівня продуктивності в умовах базової лінії (тестування на місці), які описані нижче, щоб запобігти незмінним взаємодіям (див. Loftus, 1978; Wagenmakers, Kryptos, Criss, & Iverson, 2012). ).

Без цього зіставлення статистичні дані для значного терміну взаємодії можуть відрізнятися залежно від того, абсолютна чи відносна різниця продуктивності розглядалася. Наприклад, якщо молоді дорослі запам’ятовують 90% предметів в умові А, але продуктивність падає на 25% в умові Б, різниця в продуктивності становитиме 22,5 процентильних одиниць.

Якщо діти запам’ятають лише 70% в умові А, а також впадуть на 25% в умові Б, їх різниця в продуктивності становитиме 17,5 процентильних одиниць. Тоді ми можемо знайти статистичні докази більшої різниці у молодих дорослих, ніж у дітей, для абсолютних відмінностей у пропорції правильними, але не для відносних відмінностей.

Це заплутує теоретичну достовірність статистичних доказів ефекту взаємодії AgeGroup × Condition. Крім того, оскільки ми хотіли перевірити, чи відрізняється рівень деталізації функцій для об’єктів, які пам’ятають учасники, кількість елементів пам’яті потрібно було налаштувати відповідно до рівня продуктивності кожного окремого. Титрування також має бути ефективним підходом для отримання точних індивідуальних оцінок k (оцінка кількості елементів у робочій пам’яті), одночасно зменшуючи тривалість експериментального сеансу порівняно зі збором даних у широкому діапазоні встановлених розмірів для кожного учасника, деякі з яких можуть або бути занадто легким або приголомшливим.

Щоб отримати вимірювання встановленого розміру, за якого кожен учасник може успішно відповісти приблизно на 80% випробувань, цю процедуру титрування було виконано для умови «Лише локація» (базова лінія) на початку дослідження (див. Малюнок 1A). Після чотирьох практичних випробувань усі учасники виконали 40 випробувань титрування, починаючи з заданого розміру з одного елемента. Коли учасники відповідали правильно три рази поспіль, один елемент додавався до розміру набору для наступного випробування (наприклад, після трьох послідовних правильних відповідей у ​​наборі розміру один вони переходили до наборів з двох елементів). Коли учасники відповідали неправильно, їхній набір розмір для наступного випробування було зменшено на один із мінімальним і максимальним можливими розмірами набору в один і сім елементів відповідно. Ця процедура «три вгору, один вниз» оцінює розмір експериментального набору, на який учасники відповідають правильно приблизно на 80% часу (Tansley, Regan, & Suffield, 1982).

У половині експериментальних випробувань розмір набору учасників дорівнював їх середньому розміру набору в їхніх 25 останніх пробах титрування (округлених до найближчого цілого числа), за винятком того, що якщо кінцевий отриманий розмір набору учасника дорівнював одиниці, розмір їх експериментального набору становив два предмети, як запобіжний захід від впливу стелі. В іншій половині випробувань встановлений розмір перевищував розмір, визначений титруванням на один елемент, як запобіжний захід проти недооцінки фактичної ємності пам’яті за допомогою цього методу.

Наприклад, якщо заданий розмір учасника складався з трьох елементів, він виконував один блок (20 випробувань) у кожній експериментальній умові (Місцезнаходження, Місцезнаходження + Колір, Розташування + Колір + Орієнтація) за цього встановленого розміру та ще один блок у кожній умові з чотирма елементами ( три плюс один). Якщо учасник досяг максимально можливого рівня із семи елементів, йому потрібно буде запам’ятати сім елементів для всіх випробувань. Заниження може статися, якщо розміри набору округляються від середнього титрування до найближчого цілого числа (наприклад, від 3,40 до 3.{{7} }), оскільки неможливо представити частки anitem. Крім того, недооцінка може статися, коли учасники вдосконалюватимуться з практикою.

Ми використовували цю процедуру визначення розміру набору замість звичайного розміру набору, оскільки продуктивність підлоги та/або стелі в базових умовах перешкоджала б значущому тестуванню ефекту додаткового навантаження функцій. Виходячи з попередньої літератури, ми очікували вікових відмінностей у продуктивності, припускаючи, що розмір набору, який підходить для більшості дорослих (наприклад, 4 предмети), імовірно, призведе до нижньої продуктивності у багатьох дітей. Таким чином, ця процедура титрування – хоча й навряд чи буде ідеальною – виявилася більш ефективною для збору корисних даних. На підставі попередньої літератури щодо об’єму робочої пам’яті ми очікували, що більшість людей матимуть3-набори елементів для порівняння, оскільки найменший можливий розмір набору, який ми адміністрували, становив 2 елементи, із представленим діапазоном плюс один (у цьому випадку 3 елементи), і місткість дорослого зазвичай становить близько 3 предметів. Проте всі учасники виконали «блок будь-якої функції» зі встановленим розміром 3 (деталі див. нижче).

Експериментальне завдання. У щойно описаній процедурі титрування, яка використовувала базову лінію, процедуру тестування лише на місці, і в усіх умовах подальшого експериментального тестування учасники бачили ряди (див. Малюнок 1) морд котів у капелюхах. Капелюхи були різних кольорів (включаючи вісім прототипів кольорів: червоний, зелений, синій, фіолетовий, рожевий, жовтий, оранжевий і бірюзовий), а коти були представлені в різних орієнтаціях (−70, −50, −30, −10, 10, 30, 50 або 70 градусів нахилу котячих морд у конусоподібних капелюхах) з вісьмома кольорами та вісьмома орієнтаціями в пулі стимулів і без повторення кольорів чи орієнтації в масиві. Місця вибиралися випадковим чином у межах уявного прямокутника (ширина=9.8, висота=7.3 градуси) у центрі екрана, віддалені принаймні на 2,5 градуси один від одного. Коли зонди розташування були різними, вони також відображалися в цьому прямокутнику, не менше 2,5 градусів від будь-якого представленого предмета. Після перегляду масиву (500 мс), за яким слідує порожній інтервал (1000 мс), було представлено тестовий елемент.

Типи зондів.: Елемент зондів був (A) для зондів розташування, знак питання, (B) для кольорових зондів, коло, заповнений одним із восьми кольорів дослідження, або (C) для зондів орієнтації, чорний «капелюх», що вказує на один із восьми кутів навчання. Учасники відповідали на запит під час процедури виявлення змін, щоб визначити, чи збігається він у досліджуваній функції з раніше представленим об’єктом кішки. Учасники відповідали за допомогою клавіш клавіатури (щоб вказати «ТАК» або «САМЕ», використовуйте клавішу «c», а щоб вказати «НІ» або «ІНШЕ», натисніть клавішу «m»). Їм порадили позначити ключі, щоб краще запам’ятати. Функція зонду половину часу була такою самою, як об’єкт, який потрібно запам’ятати, і половину часу відрізнялася від усіх об’єктів масиву (тобто нове розташування чи функція).

Типи пробних блоків: у певному пробному блоці був лише один зонд на випробування (Місцезнаходження, малюнок 1A), два зонди на випробування (Місцезнаходження, потім колір, малюнок 1B) або три зонди на випробування (розташування, потім колір, а потім орієнтація, малюнок 1C).

Коли досліджувалися дві або три ознаки, зонди стосувалися різних предметів (тобто досліджувалося розташування одного елемента, колір іншого елемента, а коли досліджувалася орієнтація, орієнтація третього елемента). Якщо було менше об’єктів пам’яті, ніж перевірених функцій (що могло статися при встановленому розмірі два в пробних блоках Розташування + Колір + Орієнтація), один елемент перевірявся двічі. Наш початковий план полягав у тому, щоб почати кожен блок із чотирьох практичних випробувань. Загалом буде проведено 40 випробувань «Місцезнаходження» («було щось там»), 40 випробувань «Місцезнаходження + колір» і 40 випробувань «Місцезнаходження + колір + орієнтація», причому кожен тип випробувань представлений у двох блоках по 20 випробувань у кожному. Однак ми виявили, що діти молодшого віку не завершили дослідження, оскільки довжина викликала розчарування та нудьгу. Ми використовували наше заздалегідь визначене правило («якщо більше ніж 4 із 10 перших учасників у певній віковій групі не завершили експеримент, ми переглянемо тривалість дослідження, зменшимо кожен експериментальний блок до 16 замість 20 випробувань і залучимо 8 додаткових учасників цій віковій групі (в результаті загальна кількість 48 у цій віковій групі)»), щоб полегшити збір даних. Ми зменшили кількість проб і збільшили кількість учасників у всіх групах.

Ми також зменшили кількість практичних випробувань у кожному блоці з чотирьох до двох, оскільки чотири практичні випробування викликали у учасників розчарування, а розуміння завдань було загалом чудовим. У зв’язку з тим, що перші дочірні учасники не завершили експеримент, ми вирішили застосувати наше попередньо визначене правило «Учасники, які не завершили експеримент, будуть виключені та замінені (якщо учасники хочуть закінчити сеанс раніше (наприклад, через втому або нудьгу), вони можуть вирішити завершити решту дослідження в інший день)", і тестувати всіх дітей у два сеанси, щоб запобігти надто тривалому сеансу та допомогти їм отримати приємний досвід. Підлітки та дорослі пройшли всі свої випробування за один сеанс.

Порядок пробного блоку. Для половини учасників у кожній віковій групі навантаження на функції поступово збільшувалося (тобто вони почали з «Лише розташування» (два блоки з двома різними встановленими розмірами), потім «Розташування + колір» (два блоки), а потім «Розташування». + Колір + Орієнтація (два блоки). Для решти учасників навантаження функцій поступово зменшувалося (тобто вони починають із Розташування + Колір + Орієнтація (два блоки), потім Розташування + Колір (два блоки) і, нарешті, Лише розташування (два Ця різниця в порядку умов дозволила нам перевірити, чи важко учасникам змінювати свій набір завдань, додаючи або виключаючи функції, які мають зберігатися під час дослідження (див. Додаткові матеріали; Розділ 2, Таблиця S1, Аналіз 1). блочного типу, всі учасники спочатку отримали 16 випробувань своєї найменшої кількості об’єктів на масив або розмір набору, виходячи з рівня ефективності кожного учасника за допомогою процедури титрування по сходах.Другий набір із 16 випробувань того самого типу блоку включав додатковий елемент у кожному масиві.

Нарешті, будь-який пробний блок з однією функцією. Нарешті, кожен учасник заповнив блок, у якому досліджувалася будь-яка одна функція (розташування, колір або орієнтація) (Рис. 1D). У цьому останньому блоці кожну функцію перевіряли 10 разів (що призвело до 30 випробувань) із рандомізованим порядком дослідження, тож учасникам потрібно було зберегти всі функції. У цьому блоці використовувався вищий розмір набору кожного учасника. Щоб дозволити порівняння між віковими групами для загального розміру набору, ми також вимагали, щоб учасники, які не заповнили цей блок із набором розміру 3, завершили додатковий блок цього встановленого розміру.

Пропонований конвеєр аналізу

Мета нашого аналізу полягала в тому, щоб порівняти 1) кількість об’єктів, що зберігаються в робочій пам’яті, k, між учасниками в різних вікових групах, і 2) вплив збільшення навантаження функцій на продуктивність (вимірюється як k, так і більш нейтральним до теорії). засобів), у різних вікових групах.

На малюнку 2A показано деякі ключові очікування згідно з гіпотезами про збагачення функцій, розглянутими в основній частині нашої процедури. Він зображує ситуацію, в якій старші учасники мають більш багаті уявлення про об’єкти в робочій пам’яті. Процедура титрування для визначення місцезнаходження та процедура лише визначення місцезнаходження (навантаження 0) також дає змогу перевірити гіпотезу збільшення ємності. На малюнку 2B показані результати, які можна отримати в блоці фінального тестування, згідно з будь-якою гіпотезою, якщо вікові відмінності є загальними для різних ознак, коли всі три особливості повинні бути збережені. Як також показано на цьому малюнку, останні результати можна додатково проаналізувати, щоб отримати оцінки кількості об’єктів, для яких відома принаймні одна ознака (що стосується гіпотези збільшення потужності), і кількості ознак на відомий об’єкт (що стосується гіпотези збагачення ознак ). Нижче ми пояснюємо, як виконуються перевірки гіпотез.

Елементи в робочій пам’яті.—Параметр k базується на простій логіці, згідно з якою учасник або відповідає правильно, коли подається тест, оскільки відповідний елемент масиву знаходиться в WM, або вгадує з певною швидкістю за відсутності таких знань (Cowan,2001; Cowan та ін., 2013). Щоб оцінити значення k для кожної вікової групи, ми запровадили ієрархічну модель Байєса, яка використовує всі дані для обмеження кожної оцінки (див. Rhodes, Cowan, Hardman, & Logie, 2018). У реалізації використовувався JAGS (Plummer, 2003) і пакет R2jags (R Core Team, 2015; Su & Yajima, 2015). Дивіться Додаткові матеріали, Розділ 3, щоб дізнатися більше.

Для наших інференційних статистичних порівнянь ми об’єднали байєсівську оцінку з байєсовими факторами відповідно до припущень, що такі підходи є взаємодоповнювальними (наприклад, див. Rouder, Haaf, & Vandekerckhove, 2018), і використали різні підходи для врахування розподілу наших даних. Ці аналізи надають міру доказів для моделі ефекту, який є ненульовим, порівняно з моделлю, що він є нульовим (див. Dienes, 2019; Etz & Vandekerckhove, 2018; Morey, Romeijn, & Rouder, 2016). Зокрема, ми порівняли, чи відрізняються оцінки k залежно від вікових груп (див. таблицю 1, аналіз 1), використовуючи підхід до порівняння байєсівської моделі ANOVA. Потім ми дослідили відмінності між значеннями k, отриманими для кожної вікової групи та для кожної умови навантаження функцій, за допомогою аналогічного підходу до порівняння байєсівської моделі ANOVA (див. таблицю 1, аналіз 2). Щоб отримати додаткові відомості, дивіться онлайн-додаток, Розділ 4. Ключове питання тут полягає в тому, чи вплив збільшення кількості перевірених функцій призведе до різкішого зниження тестованих функцій у дітей молодшого віку. Наприклад, чи постраждає значення k для дітей молодшого віку для місць більший спад, коли колір також потрібно зберегти, порівняно зі старшими дітьми та дорослими? Чи спостерігатимуться ще більші вікові відмінності, коли потрібно також зберегти орієнтацію? Чи страждатиме колірна пам’ять через потребу запам’ятовувати орієнтацію більше у дітей молодшого віку?

Як другий тип теоретичного аналізу, який збігається з першим, ми також оцінили кількість об’єктів, для яких була відома принаймні одна ознака для кожного учасника (див. Cowan та ін., 2013; Hardman & Cowan, 2015; Oberauer & Eichenberger, 2013 для подібних підходів). Додаткову інформацію дивіться в онлайн-додатку, Розділ 5). Для цієї оцінки ми використовували дані з останнього пробного блоку, у якому в кожному дослідженні досліджували лише одну функцію (розташування, колір або орієнтація), але учасники не знали, яка саме. Ми припустили, що ймовірність запам’ятати кожну функцію є незалежною, що відповідає припущенню, що для різних функцій існують окремі сховища пам’яті з значною мірою незалежними обмеженнями ємності (див. Bays та ін., 2011; Wang та ін., 2017; Wheeler & Treisman, 2002). Це припущення підтверджено попередніми дослідженнями, наприклад, Fougnie and Alvarez (2011). Потім ми можемо оцінити частку випробувань, у яких була відома принаймні одна особливість, а також кількість відомих ознак у таких об’єктах (як показано в онлайн-додатку, Розділ 6).

Розподіл відповідей.— Далі ми використали логістичну регресію Байєса, щоб дослідити наше основне питання теоретично нейтральним способом, використовуючи дані продуктивності пробного рівня. Цей метод враховує двійковий розподіл наших даних (правильний чи неправильний) і включає коефіцієнт вгадування в моделі (50% правильно з двома примусовими виборами), див. таблицю 1; контрастує 4 і 5. Ця модель оцінює вплив на параметр η (ета; продуктивність пам’яті) за віковою групою та ознакою, використовуючи розподіл Бернуллі. Ідентичність учасника була включена як випадкове перехоплення, щоб врахувати індивідуальні варіації. Ми використали нормально розподілений пріоритет для η (eta; продуктивність пам’яті). Для кожного параметра моделі ми повідомляємо оцінку параметра та його 95% достовірний інтервал.

Зокрема, щоб отримати теоретично нейтральну відповідь на запитання нашого дослідження, ми перевірили, чи існує основний вплив стану навантаження на функції, вікової групи та вирішальної взаємодії між навантаженням на функції та віковою групою (діти проти дорослих; діти проти. підлітки). Функціональне навантаження кодуватиметься як безперервна змінна (0, 1, 2 додаткові ознаки для запам’ятовування), а вікова група – як категорійна, оскільки три групи тут розглядаються як різні категорії (дитинство, підлітковий вік і зрілість). ), а не безперервний. Щоб перевірити, чи збільшене навантаження на функції є більш шкідливим для пам’яті дітей молодшого віку, ми порівняли цю модель із моделлю з основними ефектами та їхньою взаємодією. Ми порівняли силу доказів для включення взаємодії як шляхом вивчення довірчих інтервалів, так і шляхом розрахунку фактора Байєса на користь/проти включення параметра взаємодії (додаткову інформацію дивіться в онлайн-додатку, розділ 4).

Пілотні дані та моделювання

Визначення розміру вибірки. — Випробовуючи кілька складних симуляцій із різними розмірами вибірки, ми зупинилися на 40 на вікову групу1, дещо вище, ніж 24–30 учасників на вікову групу, які використовувалися в деяких попередніх дослідженнях у цій галузі (наприклад, Cowan та ін.). ., 2010, 2011, 2018). Щоб визначити відповідний розмір вибірки, ми використали дві окремі процедури. По-перше, наша найважливіша гіпотеза полягає в тому, що ефект збільшення навантаження функцій буде різним для вікових груп. Оцінка потужності взаємодії, як відомо, складна (наприклад, див. McClelland & Judd, 1993). У нашому аналізі ми використали логістичну регресію Байєса, щоб врахувати двійковий (правильний чи неправильний) характер даних. Це дає нам змогу врахувати коефіцієнти вгадування та перевірити апостеріорні розподіли для кожного параметра. Ми змоделювали дані для двох уявних популяцій: одна із взаємодією «Вікова група × навантаження за ознаками» (H1), а інша — без цієї взаємодії (H0).

Ми використали деякі пілотні дані для дорослих, щоб оцінити вірогідні відмінності у навантаженні функцій (докладніше див. у Додаткових матеріалах). З 40 учасниками в групі 86.4% з наших 500 симуляцій дали 95% байєсівського достовірного інтервалу, який не перевищував 0 (що вказує на диференціальний ефект функції навантаження у дітей і дорослих), див. Малюнок 2 нижче. Навпаки, у зразках, відібраних із популяції, в якій такого ефекту взаємодії не було (H0), у 94,6% випробувань наших 500 симуляцій (N=40 на групу), 95%-й байєсівський достовірний інтервал становив 0, правильно відкидаючи гіпотезу диференціального ефекту функціонального навантаження у дітей і дорослих. На основі цих симуляцій ми запропонували 40 учасників у кожній віковій групі як заздалегідь визначений фіксований розмір вибірки.

For more information:1950477648nn@gmail.com